チミジン類似体は、培養脂肪細胞のオートファジーと脂肪形成を抑制します

HIV患者の脂肪剤は、チミジン類似体への長期暴露に起因する可能性があります。調節不全の脂肪生成と細胞死の増加につながるミトコンドリア毒性は、末梢脂肪減少の病因の主要な要因として提案されています。チミジン類似体は、ミトコンドリアの品質制御、細胞生存、および脂肪生成にとって重要なリソソーム分解経路であるオートファジーに干渉すると仮定しました。蛍光顕微鏡およびフローサイトメトリーにより、真核細胞および脂肪細胞（3T3-F442A）のオートファジーに対するジドブジン（AZT）、スタブジン（D4T）、およびラミブジン（3TC）の効果を評価しました。効果は、オートファジーの確立された遺伝的および薬理学的阻害剤を伴う介入と比較され、細胞生存率、増殖、および分化の評価と相関しました。3TCではなくAZTおよびD4Tは、脂肪細胞における構成的活性と誘導性オートファジー活性の両方を阻害しました。この阻害は、機能不全のミトコンドリアの蓄積、反応性酸素種（ROS）産生の増加、アポトーシスの増加、増殖の減少、および脂肪生成変換の障害に関連していました。オートファジー阻害は用量と時間に依存し、治療薬濃度で検出可能でした。オートファジーの遺伝的または薬理学的阻害が採用された場合、同様の表現型の変化が得られました。私たちのデータは、チミジン類似体がオートファジーの阻害により脂肪細胞の機能を妨げることを示唆しています。この新しいメカニズムは、HIV感染患者の末梢脂肪減少に潜在的に寄与しています。

Lipoatrophy in HIV patients can result from prolonged exposure to thymidine analogues. Mitochondrial toxicity leading to dysregulated adipogenesis and increased cell death has been proposed as a leading factor in the etiology of peripheral fat loss. We hypothesized that thymidine analogues interfere with autophagy, a lysosomal degradation pathway, which is important for mitochondrial quality control, cellular survival, and adipogenesis. We assessed the effects of zidovudine (AZT), stavudine (d4T), and lamivudine (3TC) on autophagy in eukaryotic cells and adipocytes (3T3-F442A) by fluorescence microscopy and flow cytometry. The effects were compared to interventions with established genetic and pharmacological inhibitors of autophagy and correlated to assessments of cell viability, proliferation, and differentiation. AZT and d4T, but not 3TC, inhibited both constitutive and induced autophagic activity in adipocytes. This inhibition was associated with accumulation of dysfunctional mitochondria, increased reactive oxygen species (ROS) production, increased apoptosis, decreased proliferation, and impaired adipogenic conversion. Autophagy inhibition was dose and time dependent and detectable at therapeutic drug concentrations. Similar phenotypic changes were obtained when genetic or pharmacological inhibition of autophagy was employed. Our data suggest that thymidine analogues disturb adipocyte function through inhibition of autophagy. This novel mechanism potentially contributes to peripheral fat loss in HIV-infected patients.